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将Scheme用作计算器

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将Scheme用作计算器

让我们把Scheme解释器当作计算器来使用。它比Windows附带的计算机方便多了。

将Scheme作为一个计算器

点击 开始 → 所有程序 → MIT Scheme → Scheme 来启动Scheme解释器以及如下图所示的控制台。

MIT-Scheme On Windows

首先,让我们计算1加2的值,在提示符中输入(+ 1 2):

1 ]=> (+ 1 2)

;Value: 3

1 ]=>

解释器返回3作为答案。请注意以下三点:

一对括号代表了一次计算的步骤。本例中,(+ 1 2)代表步骤1+2。
左括号后紧跟着一个函数的名字,然后是参数。Scheme中大多数的操作符都是函数。在本例中,函数+首先出现,然后紧跟两个参数:1和2.
标记的分隔符是空格(Space)、制表符(Tab)或者换行符(Newline)。逗号和分号不是分隔符。

让我们来详细地分析计算过程。在这个函数中,当所有的参数被求值后,计算开始处理。对参数的求值顺序是没有被规范的,也就是说,参数并不是总是会从左到右求值。

符号+被求值为加法过程。仅在前端输入+,解释器会返回:[arity-dispatched-procedure 1] 这表明+是代表“过程1”的一个符号
对1求值得到1。通常来说,对布尔值,数字,字符以及字符串求值的结果就是它们本身。另一方面,对符号求值的结果可能是一些它的东西。
对2求值得到2。
最后,对(+ 1 2)求值得到3并跳出括号。在Scheme中,求得的值会跳出括号外,并且这个值(表达式的最终值)会被打印到前端。

函数+可以接受任意多的参数。

(+)       ;→ 0
(+ 1)     ;→ 1
(+ 1 2)   ;→ 3
(+ 1 2 3) ;→ 6

四种基本算术操作

Scheme(以及大多数Lisp方言)都可以处理分数。

函数exact->inexact 用于把分数转换为浮点数。Scheme也可以处理复数。复数是形如a+bi的数,此处a称为实部,b称为虚部。+、-、*和/分别代表加、减、乘、除。这些函数都接受任意多的参数。

例:

(- 10 3)    ;→ 7
(- 10 3 5)  ;→ 2
(* 2 3)     ;→ 6
(* 2 3 4)   ;→ 24
(/ 29 3)    ;→ 29/3
(/ 29 3 7)  ;→ 29/21
(/ 9 6)     ;→ 3/2
(exact->inexact (/ 29 3 7)) ;→ 1.380952380952381

括号可以像下面这样嵌套:

(* (+ 2 3) (- 5 3)) ;→ 10
(/ (+ 9 1) (+ 2 3)) ;→ 2

形如这些由括号、标记(token)以及分隔符组成的式子,被称为S-表达式。

练习 1

使用Scheme解释器计算下列式子:

(1+39) * (53-45)
(1020 / 39) + (45 * 2)
求和:39, 48, 72, 23, 91
求平均值:39, 48, 72, 23, 91(结果取为浮点数)

其它算术操作

quotient,remainder,modulo和sqrt

函数quotient用于求商数(quotient)。
函数remainder和modulo用于求余数(remainder)。
函数sqrt用于求参数的平方根(square root)。
(quotient 7 3) ;→ 2
(modulo 7 3)   ;→ 1
(sqrt 8)       ;→ 2.8284271247461903

三角函数

数学上的三角函数,诸如sin,cos,tan,asin,acos和atan都可以在Scheme中使用。atan接受1个或2个参数。如果期望atan的结果是1/2 π,就使用第二个参数指明使用弧度制。

(atan 1)   ;→ 0.7853981633974483
(atan 1 0) ;→ 1.5707963267948966

指数和对数

指数通过exp函数运算,对数通过log函数运算。a的b次幂可以通过(expt a b)来计算。

练习2

使用Scheme解释器求解下列式子:

圆周率π。
exp(2/3)。
3的4次幂。
1000的对数
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